К ВОПРОСУ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК В СОПРЯЖЕННЫХ КАЛИБРАХ

Смирнов Е.Н., Демидова И.А. (кафедра ОМД),

                                       Шум В.Б. (ОАО “ДМЗ”)                          Домой

Повышение эффективности производства металлопродукции – основное направление развития черной металлургии. Оно характерно для всего мирового сообщества в условиях существующей системы рыночных отношений и основано на разработке новых и совершенствовании существующих технологий.

В прокатном производстве наиболее перспективной является политика совершенствования существующих технологических процессов, не требующая значительных затрат на приобретение дорогостоящего оборудования.

Одной из таких технологий, предполагающей существенную экономию энергоресурсов, является перевод сортопрокатного производства на использование непрерывнолитой заготовки взамен горячекатаной.

Несмотря на накопившийся опыт использования непрерывнолитой заготовки для производства различных видов сортового проката на современных непрерывных станах, ее применение на сортовых станах линейного типа требует дальнейшего всестороннего изучения.

С точки зрения особенностей калибровки обжимных (черновых) групп клетей необходимость проведения таких исследований обусловлена, в первую очередь, применением сопряженных калибров. Анализ имеющихся литературных данных показал, что в большинстве своем они были получены применительно к условиям современных станов, а именно непрерывных. Данные касающиеся изучения процесса деформирования непрерывнолитой заготовки в сопряженных калибрах, в литературе не обнаружены. Кроме того, актуальность данного вопроса определяется и тем обстоятельством, что только в Донбассе в ближайшие годы как минимум 7 линейных сортовых станов планируют переход на использование непрерывнолитой заготовки.

Целью настоящей работы является исследование особенностей процесса деформирования непрерывнолитой заготовки в сопряженных калибрах с использованием физических моделей.

Анализ действующих калибровок, используемых на ОАО “Донецкий металлопрокатный завод” и ОАО “Донецкий металлургический завод”(таблица 1) показывает, что характер прилагаемой нагрузки со стороны каждого из валков неодинаков. В частности, приведенный анализ режима деформирования в первой паре калибров по критерию степени защемления со стороны верхнего ав и нижнего ан валков, показывает, что на нижнем ручье первого калибра или не используют защемление вообще, или его величина составляет 1.05÷1.07. В тоже время в верхнем ручьестепень защемления составляет от 1.08 до 1.25. Во втором сопряженном калибре картина меняется на противоположную (см. таблицу 1). Кроме того, принципиально иной характер приложения обжатий: величина обжатия в первом калибре или равна обжатию во втором (ОАО “ДМЗ”), или 63.3÷67.9% больше. Все это приводит к тому, что характер воздействия на прокатываемую заготовку со стороны верхнего и нижнего валка различен.

             Для изучения особенностей деформирования непрерывнолитых заготовок в сопряженных калибрах был использован метод физического моделирования, в котором в качестве базовой была принята следующая гипотеза: зависимость величины осевой пористости и подусадочной ликвации от суммарной степени деформации в непрерывнолитых слитках носит экспоненциальный характер, то есть существует критическая величина суммарной степени деформации, после достижения которой изменения осевой пористостии подусадочной ликвации практически не наблюдается.

Для проведения эксперимента было изготовлено по две серии образцов сечением 12.5х12.5 мм. и 13.5х13.5 мм.

Величина критерия характеризующего усадочную раковину, в каждой серии была постоянной и изменялась от 1 (прокатка литых свинцовых литых образцов без усадочной раковины) до 12 (образцы со стержнем специальной формы):

                                                                        (1)

где ρобр – удельное сопротивление i-го образца серии с усадочной        раковиной заданной формы и размера, Ом∙м;

     ρэт.обр  - удельное сопротивление литого свинцового образца в серии, Ом∙м

Для прокатки опытных образцов используется специальный комплект валков, позволяющий моделировать прокатку в первой паре сопряженных калибров обжимной клети стана 570/300 ОАО “ДМПЗ”. Перед прокаткой каждого образца проводились следующие контрольные измерения:

- ширина образца В, мм;

- высота образца Н, мм;                                                Домой

- длина образца L, мм;

- электрическое сопротивление R, Ом.

После осуществления контрольных замеров, образцы задавались в валки, обезжиренные ацетоном, и прокатывались вместе с медными проводниками, подключение которых осуществлялось по соответствующим схемам к измерительной аппаратуре.

Во время прокатки образцов в каждом пропуске производилась запись динамики изменения величины их сопротивления R. В качестве измерительного моста использовали стандартный мост постоянного тока, сигнал от которого подавался на шлейфовый осциллограф Н145. После пропуска производили повторный обмер образцов и данные заносили в таблицу.

Обработка полученных экспериментальных данных позволила расчетным путем определить следующие величины:

- вытяжка μ;

- площадь сечения образца после каждого прохода S, мм²,

- удельное сопротивление образца ρ, Ом∙м.

       Величину удельного сопротивления образца, а также раскатов после каждого прохода определяли из выражения:

                                                             (2)

где R - электрическое сопротивление образца, Ом;

       ρ – удельное сопротивление свинца, Ом∙м;

       S – площадь поперечного сечения раската, мм²;

       Lрас – длина раската после пропуска, мм.

          Результаты прокатки модельных образцов с различной величиной осевой усадочной раковины сводились в итоговые таблицы.

Первичный анализ полученных результатов выявил существенное влияние степени защемления при прокатке заготовок на интенсивность уплотнения литой структуры. Кроме того, полученные результаты позволяют усовершенствовать метод и выполнить оптимизационные эксперименты на физических моделях.

         Биография                  Полезные ссылки             Электронная библиотека